徐 星 展軍顏 覃玉嫻

【典型例題】常溫下分別向下列飽和溶液中通入CO2氣體,最終一定出現(xiàn)渾濁的是( ).

A.Ca(OH)2B.Na2CO3

C.Ca(ClO)2D.Na2SiO3

E.NaAlO2F.C6H5ONa

G.CaCl2

本題是高三一輪復(fù)習(xí)中的典型例題,主要考查元素化合物知識,涉及元素觀和轉(zhuǎn)化觀．《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》要求學(xué)生掌握核心物質(zhì)的性質(zhì),具備在真實復(fù)雜的情境中實現(xiàn)物質(zhì)轉(zhuǎn)化的能力．筆者從兩個班級的教學(xué)實踐來看,每個班(約55人)都有約1/3的學(xué)生選擇了選項G．本題是微知識點(diǎn)具體落實的問題,學(xué)生對該知識掌握得不扎實、不系統(tǒng),宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)無法有效“關(guān)聯(lián)”,因此引起筆者對思維“斷層化”的關(guān)注．

“思維斷層”是指學(xué)生在認(rèn)知過程中出現(xiàn)的知識銜接障礙．學(xué)生的心理認(rèn)知發(fā)展過程具有局限性,致使其知識內(nèi)化活動表現(xiàn)出片面性、定式性和呆板性等特點(diǎn),這是造成“思維斷層”的客觀原因．因此,教師對課堂活動的引導(dǎo)與調(diào)控策略就顯得尤為重要．聚焦學(xué)生化學(xué)思維的形成過程,深入剖析“思維斷層”現(xiàn)象的產(chǎn)生與發(fā)展,才能使復(fù)習(xí)課具有更高的時效性,幫助學(xué)生建立起跨越“思維斷層”的橋梁,學(xué)會“舉一反三”,實現(xiàn)知識系統(tǒng)在復(fù)雜問題解決中的靈活遷移,在學(xué)科素養(yǎng)發(fā)展下促進(jìn)化學(xué)思維的形成與完善．

因此,如何在思維“斷層處”著力,借助挖掘微知識素材、架構(gòu)知識體系、耦合思維斷層,實現(xiàn)高三精準(zhǔn)有效復(fù)習(xí)和學(xué)生學(xué)科能力的提升，是高三化學(xué)教師應(yīng)關(guān)注的問題．

1 縫合知識系，構(gòu)建認(rèn)知域

從元素及其化合物知識體系來看,其功能價值主要體現(xiàn)在研究物質(zhì)性質(zhì)的能力發(fā)展、物質(zhì)轉(zhuǎn)化觀的培養(yǎng)以及具體元素化合物性質(zhì)的掌握方面．事實上,大部分學(xué)生在學(xué)習(xí)該知識時,只停留在孤立單一的淺層學(xué)習(xí)層面,缺乏知識遷移能力,難以解決實際問題．部分教師的教學(xué)也僅停留在對知識的簡單復(fù)習(xí)層面,缺乏構(gòu)建知識整體認(rèn)知域．因此,應(yīng)針對學(xué)生的知識體系,將學(xué)生的思維“斷層”進(jìn)行耦合,構(gòu)建學(xué)生認(rèn)知域,使學(xué)生研究的“觸角”隨著認(rèn)知體系的逐步構(gòu)建不斷地推進(jìn)．

在教學(xué)過程中，要借助階梯性問題,引導(dǎo)學(xué)生主動建構(gòu)知識體系、有效地進(jìn)行知識遷移,從宏觀上整體把握元素化合物的性質(zhì),形成知識鏈、知識體系,避免因知識缺失而出現(xiàn)思維斷層．筆者針對高三一輪復(fù)習(xí)中的典型例題設(shè)計了如下教學(xué)環(huán)節(jié).

思考1:將CO2氣體通入足量的CaCl2溶液中有什么實驗現(xiàn)象?若有現(xiàn)象請用化學(xué)方程式描述．

思考2:若將溶液換成BaCl2溶液又有什么實驗現(xiàn)象?若有現(xiàn)象請用化學(xué)方程式描述．

思考3:若將氣體換為SO2又有什么實驗現(xiàn)象?若有現(xiàn)象請用化學(xué)方程式描述．

思考4:若將氣體CO2和SO2分別通入足量的Ba(NO3)2溶液中,又分別有什么實驗現(xiàn)象?若有請用化學(xué)方程式描述．

思考5:將CO2、SO2氣體分別通入足量的CaCl2溶液或BaCl2溶液中沒有明顯現(xiàn)象，若再通入一種氣體使之有實驗現(xiàn)象,請問這種氣體是什么?請用化學(xué)方程式描述．

2 演繹證據(jù)鏈，理清認(rèn)知源

學(xué)生已學(xué)的知識或活動會對現(xiàn)有的活動造成思維定勢，這是造成學(xué)生出現(xiàn)思維“斷層”的另一個原因．通過教學(xué)訪談得知學(xué)生之所以認(rèn)為“將CO2氣體通入足量的CaCl2溶液中有沉淀產(chǎn)生”,是因為“CO2氣體通入足量的澄清Ca(OH)2溶液中有沉淀產(chǎn)生”這一思維定勢的存在．具體的實驗現(xiàn)象與抽象的邏輯思維脫節(jié),出現(xiàn)思維“斷層”,需要學(xué)生通過直觀的實驗現(xiàn)象比較分析,從而否定原有的思維定勢,自動耦合思維斷層．因此,在實際的教學(xué)過程中,以現(xiàn)行蘇教版教材必修《化學(xué)1》第88頁“觀察與思考”中的實驗為素材,設(shè)計如下教學(xué)環(huán)節(jié)，通過具體的實驗事實,否定原有的思維定勢,同時也為前文的“思考5”提供事實依據(jù)．

【實驗證據(jù)】向一支試管中加入5mL二氧化硫水溶液,然后向試管中滴加氯化鋇溶液,再滴加0.5mL3%的過氧化氫溶液,振蕩,放置片刻后滴加稀鹽酸,觀察實驗現(xiàn)象．

變式練習(xí)(2011年北京卷,節(jié)選) 甲、乙兩同學(xué)為探究SO2與可溶性鋇的強(qiáng)酸鹽能否反應(yīng)生成白色BaSO3沉淀,用圖1所示裝置進(jìn)行實驗(夾持裝置和A中加熱裝置已略,氣密性已檢驗)．

圖1

實驗操作和現(xiàn)象如表1所示.

表1

(4)分析B中不溶于稀鹽酸的沉淀產(chǎn)生的原因,甲認(rèn)為是空氣參與反應(yīng),乙認(rèn)為是白霧參與反應(yīng)．

① 為證實各自的觀點(diǎn),在原實驗基礎(chǔ)上:甲在原有操作之前增加一步操作,該操作是________;乙在A、B間增加洗氣瓶D,D中盛放的試劑是________．

② 進(jìn)行實驗,B中現(xiàn)象如表2.

表2

檢驗白色沉淀,發(fā)現(xiàn)均不溶于稀鹽酸．結(jié)合離子方程式解釋實驗現(xiàn)象異同的原因________．

(5)合并(4)中兩同學(xué)的方案進(jìn)行實驗．B中無沉淀生成,而C中產(chǎn)生白色沉淀,由此得出結(jié)論______．

同一知識在不同的情境下運(yùn)用的方法是不同的,若學(xué)生的思維過于局限，極容易造成思維“斷層”現(xiàn)象．因此,將相同的知識以不同的情境和不同的方式展示給學(xué)生,學(xué)生在對比分析.綜合考慮的過程中,解決心理認(rèn)知發(fā)展局限性,提高思辨能力,養(yǎng)成發(fā)散思維的習(xí)慣,為自主克服思維“斷層”創(chuàng)造有利條件．

在教學(xué)過程中可以借助現(xiàn)行蘇教版教材必修《化學(xué)1》第88頁“觀察與思考”欄目中的實驗為素材,將知識的來龍去脈呈現(xiàn)于課堂中,幫助學(xué)生理清認(rèn)知源,通過階梯性問題引導(dǎo),使學(xué)生在潛移默化中改變自己的思維方式,促進(jìn)思維深度發(fā)展．

3 耦合思維鏈，深化思維度

宏觀現(xiàn)象的本源性認(rèn)識更需數(shù)據(jù)推演證實(即理論支撐)，才能有效實現(xiàn)元素化合物的“知識體系”“實驗事實”和“理論證據(jù)”整體認(rèn)知，才能促進(jìn)學(xué)生思維由點(diǎn)到線，由線到面的整體性建構(gòu)，幫助學(xué)生理清“事情發(fā)生”的本源性問題，搭建認(rèn)識“事情發(fā)生”的基本思維方式，拓展知識寬度,深化思維深度.因此設(shè)計以下教學(xué)環(huán)節(jié)，學(xué)生通過真實具體數(shù)據(jù)推導(dǎo)證實“CO2氣體通入足量的CaCl2溶液中無沉淀”實驗事實.

【理論證據(jù)】某溫度下,已知CaCO3的Ksp=3.36×10-9,碳酸的Ka2=4.68×10-11，在1.0mol·L-1CaCl2溶液中通入CO2氣體至飽和,試通過計算證明是否有CaCO3沉淀生成.

4 試題再認(rèn)知，反芻促素養(yǎng)

【高考真題】 (2014年上海卷)圖2為模擬“侯氏制堿法”制取NaHCO3的部分裝置．下列操作正確的是( ).

圖2

A.a通入CO2,然后b通入NH3,c中放堿石灰

B.b通入NH3,然后a通入CO2,c中放堿石灰

C.a通入NH3,然后b通入CO2,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉

D.b通入CO2,然后a通入NH3,c中放蘸稀硫酸的脫脂棉

侯氏制堿法是對索爾維制堿法的改進(jìn),不僅提高了食鹽利用率，縮短了生產(chǎn)流程,還減少了對環(huán)境的污染,降低了純堿的成本,克服了氨堿法的不足．將對環(huán)境有污染的廢物NH3變成對農(nóng)作物有用的化肥,使鹽的利用率從原來的70%提高到96%．通過試題幫助學(xué)生再次認(rèn)識到我國在科技方面的貢獻(xiàn),促進(jìn)學(xué)生素養(yǎng)的發(fā)展．

總之,思維“斷層”是教學(xué)中常見的現(xiàn)象,教師要找到學(xué)生出現(xiàn)思維“斷層”的原因,做到以學(xué)定教,圍繞學(xué)生的思維展開,使學(xué)生的思維得到有效耦合．